שְׁאֵלָה:
מדוע רוב גששי החלל שורדים הרבה יותר זמן ממה שהם נועדו?
Conny Dago
2019-02-15 06:31:57 UTC
view on stackexchange narkive permalink

במבט לאחור להזדמנות (לנוח בשלום, חבר קטן), הוא נועד ככל הנראה לפעול למשך 90 יום, אך בסופו של דבר הוא נמשך 16 שנים, וזה ארוך פי 64 מכפי שקיוו המהנדסים. זה מכה את דעתי. הטכנולוגיה שאנו קונים ומשתמשים כאן על פני כדור הארץ נראית כה שברירית ומהונדסת בצורה גרועה בהשוואה להזדמנות.

חוץ מזה, ההזדמנות היא לא היחידה. המשוטט השני של מאדים, ספיריט, נועד גם הוא להחזיק מעמד הרבה יותר קצר ממה שהיה בפועל (למרות שהוא לא היה קשה כמו ההזדמנות). ואם אני זוכר נכון, העריכו כי שני הוויאג'רים יאבדו קשר עם כדור הארץ הרבה יותר מוקדם.

עכשיו אני כמובן מעריץ ומעריך את העבודה הנפשית והפיזית שעברו המהנדסים כדי לעצב רובר שנמשך במשך כמעט שני עשורים על כוכב לכת אחר, אבל אני עדיין לא מבין איך הם עשו זאת.

איך כל כך הרבה גששי חלל מסוגלים לשרוד לפרקי זמן כה ארוכים ו מדוע ההבדל בין משך השירות הצפוי למשך השירות האמיתי כה כה דרמטי? האם זה באמת כל כך קשה לחזות כמה זמן המכשיר יחזיק מעמד?

לא מעט בדיקות שורדות אינסוף פחות מחייהן המתוכננת. https://www.popularmechanics.com/space/moon-mars/a17407/mars-mission-failures/
אני נזכר באנשים ברומן הדיסטופי * היום המושלם הזה * שקשה להם להאמין שאנשים יכולים לחיות הרבה מעבר לגיל הפרישה של 65 שנים. זה אומר הרבה על בסיס ההתיישנות המתוכנן שלנו שאנחנו לא מצפים לאלקטרוניקה במשך 40 שנה.
כמו כן, ראוי לציין שהרבה דברים בהזדמנות אכן נכשלו, ובאותה עת איבדנו קשר, זה היה יותר מסביב לעיצוב מקורי - דברים כמו שניים מהגלגלים לא עובדים יותר, כשלים בזיכרון וכו '. הסוללה היא ההישג המדהים ביותר imho - הטוב ביותר במערכת השמש - 15 שנים של מחזורי טעינה / פריקה קשים בשינויי טמפרטורה מהירים, ועדיין טעונים עד ~ 75%
@jamesqf אתה צודק בכך שקל יותר להשיג מימון משימות מורחב מאשר לקבל מימון משימות ארוך מלא מלכתחילה, אבל זה נהיה קשה יותר. פרויקטים של נאס"א שחלליותיהם סיימו את משימתם הראשית (החלק שמומן במקור) צריכים לעבור כעת "סקירה בכירה" כדי לקבל מימון משימות מורחב, ואישור אינו מובטח. עבדתי בפרויקט * בראשית * של נאס"א ולאחר שהעברתי את כמוסת החזרת הדגימה לכדור הארץ חללית המוביל עדיין תפקדה בצורה מושלמת. הצענו משימה לניטור השמש אך נדחה; חללית נטושה.
** נא לא לענות בתגובות. ** ניקיתי הרבה תגובות שניסו לעשות זאת.
@gerrit כדי להיות הוגנים, זה מה שתואם את הרצונות של רוב הצרכנים. מדוע לתכנן מכשיר שיחזיק 40 שנה כאשר 99% מהצרכנים כבר לא ירצו אותו בעוד שנתיים? האם זה טיפש? זה סובייקטיבי. אני מעדיף מכשירים בעלי חיים ארוכים. כמובן, אני לא מדבר על התיישנות * בפועל * מתוכננת - רק על עיצוב עבור שוק היעד שלך. אני בספק אם ברצונך למצוא דוגמאות מודרניות רבות להתיישנות מתוכננת לחלוטין (כלומר, מכשיר שתוכנן במיוחד להיכשל בעוד שנתיים, ולא תוכנן * לעבוד * במשך שנתיים לפחות), במקום פשוט להשיג מטרות עיצוב סבירות.
שמונה תשובות:
#1
+99
Tom Spilker
2019-02-15 08:08:54 UTC
view on stackexchange narkive permalink

שאלה טובה מאוד! התשובה מסתכמת בסטטיסטיקה של כישלון. היבטים מסוימים כוללים סטטיסטיקה של כשלים "אקראיים" - משום מה רכיב קריטי פשוט נושך את האבק - וחלקם כרוך בתקלות מונעות אירועים, כגון כשלים הנגרמים על ידי זעזועי נחיתה, כוויות ארוכות במנוע, לחצי כניסה אטמוספריים וכו '.

כאשר מישהו (ממשלה, בדרך כלל) מוציא מאות מיליונים למיליארדי דולרים / יורו (או שווה ערך בין, או רופי, או רובל, או כל דבר אחר) למשימה מדעית, הם רוצים את ההסתברות לכישלון להיות "נמוך באופן מקובל", שפירושו בדרך כלל נמוך מאוד. ככל שמבזבזים יותר, בדרך כלל הסבירות המקובלת לכישלון קטנה יותר. מספרים אופייניים שראיתי בעבודה עם נאס"א ו- JPL הם בסבירות של 95% להצלחה במשימה זולה יחסית, וב 99% ומעלה למשימות ברמת הדגל (הסתברות להצלחה = 1 - הסתברות לכישלון). לדחוף לאותן הסתברויות הצלחה גבוהות זה ממש יקר.

ההסתברויות לכישלונות אקראיים אינן בדיוק מופצות בדרך כלל, אבל בואו נתייחס אליהן ככאלו. כדי להביא את ההסתברות הצפויה לכישלון לאורך חיי המשימה לערכים נמוכים מאוד, עליך לפנות זמן לסיכוי של 50% לכישלון הרבה יותר מזה, לפעמים פעמים רבות. אתה בדרך החוצה על כנפי התפלגות נורמלית. בסבירות של 95% להצלחה, אתה $ \ sigma $ (שתי "סטיות תקן") מהממוצע, 50% ההסתברות לכישלון. אם אתה רוצה משך משימה של, למשל, 5 שנים, עם הסתברות של 95% להצלחה (5% הסתברות לכישלון) וסטיית התקן של כישלון היא 4 שנים, אז אתה צריך לתכנן זמן ממוצע לכישלון של $ 5+ (2 \ פעמים 4) $ שנים, או 13 שנים. אז חצי מהזמן, אתם מצפים מחללית זו שתוכננה למשימה של 5 שנים תימשך 13 שנים.

סטטיסטיקות מונעות אירועים יכולות לשנות זאת עוד יותר. רכיבים לנחיתה או רובר חייבים להיות מתוכננים כדי לשרוד את הכניסה האטמוספרית (ליעד עם אווירה) ואת הנחיתה. קיימת סבירות סטטיסטית שרכיבים אלה ייכשלו, אך יש לתכנן את החוסן כך שההסתברות הזו תהיה נמוכה מאוד. אך תכנון להישרדות במהלך הנחיתה פירושו לעתים קרובות שברגע שהם נחתו בהצלחה, החיים הצפויים עולים ב הרבה .

זה נכון גם לגבי חלליות אחרות מלבד נחיתות. חלליות שנמצאות בשקט, כלומר לא עושות תמרוני הנעה, לא עושות הרבה וריאציות גישה רדיקליות, לא מפעילות פלטפורמות סריקה במהירות בכל רחבי השמיים, נוטות להימשך זמן רב. זה המקרה בשתי החלליות וויאג'ר : מאז שבתאי ל וויאג'ר 1 , ונפטון ל וויאג'ר 2 הן היו בעיקר ב" שייט שקט ". כמו כן, צוות תפעול קטן אך ייעודי העלה דרכים יצירתיות לחיסכון בחשמל. הם מבינים טקטיקות כמו כיבוי מכשירים שאינם מועילים יותר, כיבוי תנורי חימום ברכיבים שכבר אינם נחוצים וכו '. כשעבדתי במפגש נפטון אני זוכר שהפרויקט אמר שהם מצפים שיהיה להם מספיק כוח להפעלה עד לשנת 2015. עברנו הרבה מעבר לזה, בעיקר בגלל אותן אסטרטגיות לשימור כוח. סוזי דוד, מנהלת הפרויקט, אומרת שעכשיו הם חושבים אולי 2025.

לאחר הפרסום אני רואה כי @ShadoCat פרסם גרף שימושי מאוד של התפלגות נורמלית.
אני סקרן, מדוע ההסתברות לכשלים אקראיים אינה מופצת בדרך כלל?
איך מחשבים את ההסתברות להצלחה? אם ידעת את כל הסיכונים, בוודאי היית יכול להימנע / להפחית אותם?
התפלגות נורמלית של @Mindwin מוגדרת מ- infinity ל- + אינסוף. זמן חיים שלילי לא ממש הגיוני ולכן לא ניתן לחלק אותו באופן נורמלי. אני חושב שהתאמה טובה יותר היא ככל הנראה [התפלגות הבינומינלית השלילית בטא] (https://en.wikipedia.org/wiki/Beta_negative_binomial_distribution). הצד הממוצע ל + אינסוף של שניהם נראה די דומה אבל הצד האינסופי לממוצע "דחוס" לאפס לממוצע וזה הגיוני הרבה יותר. למעשה לעיתים נדירות יש לנו התפלגות נורמלית מלאה (אינך יכול להיות גובה -1 ס"מ) אך היא תואמת מקרוב תצפיות רבות ושונות.
האם אורך החיים המבצעי של בדיקה לוקח בחשבון את אותם אירועי "תמותת תינוקות"? אם יש סיכוי של 20% שהמבחן יתפצל עם הנחיתה, אך כמעט ודאות של לשרוד 10 שנים לאחר מכן אם לא, האם הוא צפוי לפעול במשך 10 שנים, או 8?
@Christoph: האם התפלגות בינומית שלילית בטא אינה תפוצה נפרדת? זה לא הגיוני בעיניי. כנראה הייתי משתמש במשהו כמו וויבול לכל החיים. אך שימוש בהתפלגות נורמלית כקירוב מתאים כאשר אתה רק עושה קצת מתמטיקה חזרה למעטפה.
@Mindwin בנוסף להערתו של כריסטוף, ההסתברות להצלחה של משימה שלמה היא תוצר של ההסתברויות למספר רב של רכיבים, שלכל אחד מהם יש ממוצע וסטיית תקן משלו. המורכב הזה אינו בדיוק התפלגות נורמלית.
לאחר ש"בתוך שתי סטיות תקן מהממוצע "תואם את ההסתברות של 95%, זה סטייה דו-זוויתית. יותר משתי סטיות תקן (או ממש קרוב יותר ל 1.96) _ להלן_ הממוצע קורה רק ב -2.5% מהמקרים.
@NuclearWang אתה מנסה לפשט את המצב יתר על המידה למספר יחיד. במציאות כל תרחיש כישלונות אחר לא מוערך על רק הסבירות שלו, אלא גם על ההשלכות שזה יקרה. לדוגמא אם 5 ניסויים מתוך 10 על הנחתת "נכשלים", יש לכך פחות השפעה על המשימה מאשר אם כל 10 "עובדים" אך אין קישור תקשורת להחזרת התוצאות לאדמה - דירוג ההצלחה הכללי היה להיות "50%" במקרה אחד, אבל "0%" במקרה השני.
תקלות אלקטרוניות אקראיות נחשבות לבעלות הפצה של פואסון. לשם כך צריך רק פרמטר של שיעור, שיש כמות נכבדה של נתונים שפורסמו, למשל MIL-HDBK-217F. לפעמים טוענים שיש להם הפצה של Weibull עם זיכרון כלשהו, ​​שדורש שני פרמטרים וכל כך הרבה יותר נתונים כדי לקבל אומדן שימושי. לעתים רחוקות אני רואה את אלה משמשים.
האם נתונים סטטיסטיים של כשלים אינם מצביעים על כך שהמכשירים פחות מחזיקים מעמד זמן רב? אנחנו לא מדברים על התפלגות הכישלון בקרב אלפי נודדי מאדים, כי אין כל כך הרבה. אך כאשר לבדיקה יש אלפי חלקים, הסיכוי שכולם יחזיק מעמד שנים רבות מעבר לזמנים המדורגים שלהם נראה מאוד לא סביר.
@Barmar מהסיבות שהובאו לעיל ועל ידי ShadoCat, חיי הצפוי של הרכיבים (החלקים) הנפרדים חייבים להיות ארוכים הרבה יותר משך המשימה הרצוי.
@Barmar: בדוק שוב. לא כל החלקים _ארכו_ כל כך הרבה זמן. רבים מהחלקים נכשלו.
"אז חצי מהזמן, אתה מצפה מחללית זו המיועדת למשימה של 5 שנים תימשך 13 שנים." הממ ... מישהו יודע כמה זמן * הארגון * נמשך בקאנון לפני שקירק פוצץ אותו ב * החיפוש אחר ספוק (*?
#2
+45
Mark Adler
2019-02-16 23:29:59 UTC
view on stackexchange narkive permalink

יש כאן הרבה תשובות גנריות לגבי חלליות. אנסה לענות על השאלה באופן ספציפי למען הרוח וההזדמנות.

90 סוליות נחשבו מספיקות לביצוע המשימה העיקרית של הרוברים, ולכן המערכות תוכננו ונבדקו כדי להבטיח יכולת מלאה אותם> לאורך כל 90 הסוליות.

הדבר הראשון שצפוי לקחת רובר מתחת ליכולת מלאה היה אבק על הפאנלים הסולאריים. קצב שקיעת האבק וההשפעה על פאנלים סולאריים היו ידועים היטב מאדים Pathfinder, אובדן כוח כפול של 0.3% לכל סול ונחשב לקבוע עולמי בתנאי מזג אוויר רגילים. מתברר שהוא גלובלי. אז גודלו של הפאנלים הסולאריים לתמוך בכל פעולות הנהיגה, פעולות המכשיר והזרוע, תקשורת ובקרה תרמית הנדרשים ליכולת מלאה בהתחשב בכ- 3/4 כוח מהפאנלים הסולאריים. כְּלוֹמַר. שלישית הם גדולים מדי, לעומת הכוח שהם יכולים לספק ללא אבק.

(אני יודע שמישהו אז ירצה לשאול מדוע לא היו מנגנונים להסרת אבק מהלוחות. יש הרבה תשובות באתר זה ובמקומות אחרים לשאלה זו. די אם נאמר כי הגדלת הפנלים בשליש הייתה רחוק מהדרך הזולה והאמינה ביותר לעמוד בדרישת החיים של 90 סול. לא ניתן היה לבזבז כסף מעבר לחוזה. דרישות.)

אנו יכולים לראות כי גם עם תצהיר האבק הצפוי, הרובר לא רק ימות ב 90 סוליות. יכולתו רק תתחיל להיות מופחתת מתחת ל"מלאה ". אתה יכול להמשיך במשך זמן רב, להמשיך ולהפחית את הפעולות עד שקולטי השמש יתכסו כל כך באבק, עד שהרובר כבר לא יכול היה לתקשר או לשמור על שליטה תרמית. יתר על כן הכוח הנדרש ליכולת מלאה נאמד באופן שמרני במהלך תהליך התכנון, והרובר אכן נדרש פחות מההערכות הללו עבור "מלא". עם הפעלת הרובר, התחלנו להתחכם כיצד לחסוך בכוח ויכולנו להפוך כל נסיעה של וואט לשעה הרבה יותר רחבה או להחזיר נתונים רבים יותר.

ובכל זאת, 0.3% לסול הם בלתי פוסקים . אתה לא יכול ללכת לנצח. לפני שהשקנו, ניבאתי שהרוברים יחזיקו מעמד לפחות תשעה חודשים לפני שייכנעו. הם יפחתו בכ- 44% מהספק על הלוחות, ואפילו יותר אובדן בגלל התנועה העונתית של השמש צפונה ולכן פחות אור על לוחות מפלסים. אנשים אחרים בפרויקט חשבו שאני משוגע. הם חשבו שישה חודשים, צמרות. בכל מקרה, לא הייתה שום דרך שהם יכולים ללכת ללא הגבלת זמן, גם אם הם חונים בצידי הגבעות כדי לנסות לכוון את הלוחות יותר אל השמש.

אז מה קרה? איך הם המשיכו להמשיך אחרי תשעה חודשים? במשך שנים ?!

מזל.

מדי פעם, בערך באותה תקופה של שנת המאדים, היו הרוברים חווים "אירועי ניקיון". בטרמינולוגיה, "גורם אבק" הוא אחוז האנרגיה המועברת על ידי הפאנלים הסולאריים בהשוואה למצבם כשהם היו מבריקים וחדשים, תוך התחשבות בהטיה, רוחב השמש ואטימות האטמוספירה. כאשר אירע ניקיון, גורם האבק היה קופץ לפתע ב -10 אחוזים בן לילה! זה עלול להתרחש מספר לילות, ולהסיר את רוב האבק בלוחות. הנה תמונה לפני ואחרי של ההזדמנות מאירועי הניקיון 2014:

dusty panels on left, clean on right

(לחץ ולחץ שוב כדי להעצים)

בכל פעם שזה קרה, רוברים היו מקבלים חוזה חדש על החיים. קיבלנו אירועי ניקיון באופן אמין בכל שנה של מאדים. עד שנה אחת לא קיבלנו עבור רוח. רוח נפטרה זמן קצר לאחר מכן.

מגבלי החיים האחרים הצפויים על הרוברים היו מנועי החשמל המוברשים, וסוללת הליתיום-יון. למעשה, אחד ממנועי ההנעה יצא על ספיריט, כשנתיים כדור הארץ למשימה. רוח המשיכה לצלוע במשך ארבע שנים נוספות, וגררה את הגלגל הזה דרך העפר. (לאחר שהתגלה גילוי מדעי שנמצא בתעלה שנותרה מאחור. בתמונה למטה, ניתן לראות סיליקה לבנה בחלק מתעלת רוח טיפוסית שנחפרה על ידי גלגל תקוע.) בגלל הגלגל שנכשל, רוח נתקעה ולא הצליחה להשתחרר. חוסר היכולת שלה להתמקם בצד גבעה כאשר השמש עברה צפונה, תרם לאובדן כאשר אירועי הניקיון לא חזרו.

white silica in trench

ההזדמנות איבדה גם מנוע, אבל זה היה מנוע היגוי, ולכן השפיעה פחות על הניידות. וההזדמנות המשיכה לראות אירועי ניקוי בכל שנה של מאדים, עד שנפגעה מסופת האבק העולמית הענקית.

המנועים נבדקו רק פי שלוש מבין 90 הסוליות, דבר המדמה את תנודות הפעולה ואת שינויי הטמפרטורה הסביבתיים. והיו כשלים בחלק מהבדיקות הללו, שהביאו לשינויים מסוימים. אז זה די מדהים שמנועים אלה החזיקו מעמד כל עוד הם החזיקו מעמד, אפילו עם שני הכשלים.

אף על פי שדאגנו למשך חיי הסוללות ברוברים, הם היו אמינים להפליא לאורך שנותיהם הרבות. של פעולות, ואיבדו מעט מאוד מיכולתן.

באופן כללי, האלקטרוניקה לא צפויה להתפרק לאורך זמן, כל עוד נשמרת בקרה תרמית. אתה נתון רק לכשלים אקראיים, העלולים להתרחש. היו כמה כשלים בזיכרון ההבזק ב- Opportunity, ככל שהתבגר. לזיכרון פלאש יש מנגנון שחיקה, אם כי אנו נוטים שלא לשים לב אליו מכיוון שאיננו משתמשים באותו זיכרון פלאש במשך עשור. בסופו של דבר צוות המבצעים ויתר על הפלאש.

בשורה התחתונה, מאדים ניקה את הפאנלים הסולאריים רוב הזמן, אך בסופו של דבר שני הרוברים מתו בגלל אבק. למעשה היו שני כשלים מוטוריים, אך הרובים הצליחו להמשיך. הסוללות החזיקו מעמד טוב יותר ממה שציפינו. האלקטרוניקה הייתי מצפה להמשיך לעבוד, אם כי זיכרון הפלאש נכשל באחד הרוברים.

כך נמשכו הרוברים כל כך הרבה זמן. סיפורו של כל חללית שונה.

מדברים על "ישר מפי הסוס"!
אז אם גורם ההרג היה כוח בשני המקרים הללו - האם יש סיכוי להחיות אם 'אירוע ניקיון' אחר התרחש?
מאוד לא סביר. פירוש אובדן כוח הוא אובדן שליטה תרמית פירושו מחזורי טמפרטורה עמוקים פירושם חיבורים שבורים עקב התרחבות והתכווצות תרמית. שלא לדבר על סוללה הרוסה. גם אם מישהו חזר או חזר, לעולם לא נדע שכן איננו מנסים לתקשר איתם יותר.
+1 עבור "embiggen";) ... אה, וגם שאר ההסברים הנהדרים.
#3
+20
ShadoCat
2019-02-15 07:36:48 UTC
view on stackexchange narkive permalink

הם היו צריכים להבטיח שהיא תפעל למשך הצפוי שלה. לכל רכיב יש זמן ממוצע בין כישלון (MTBF). הדבר החשוב כאן הוא שה- MTBF הוא ממוצע. כלומר מחצית מהרכיבים הדומים ייכשלו לפני זמן זה. ה- MTBF כמו רוב המדידות הסטטיסטיות עוקב אחר עקומת פעמון (ראה להלן): enter image description here

בתרשים זה, דווח כי הציר האופקי מודד זמן וכי ה- MTBF נמצא ב מיקום אפס.

החוכמה היא לגרום לחלק להיות מספיק מחוספס ו / או שיהיה לו מספיק גיבויים (בדרך כלל נאס"א הולכת עם "ו-" כאן) שהחיים הצפויים נופלים בטווח -3.

זה גורם לכך שזה מאוד לא סביר שהחלק ייכשל לפני שחייו הצפויים ייגמרו, וסביר יותר שיימשך עד קצת אחרי ה- MTBF.

כל רכיב וקבוצת רכיבים מתוכננים כך. כלומר, כל מה שהם בונים יחזיק, ברוב המקרים, הרבה יותר זמן מ- MTBF שלו.

המשמעות היא שהטענות ש"החיים הצפויים "של ההזדמנות היו 90 יום הן שקריות.
זמן לכישלון * לא * עוקב בהכרח אחר עקומה רגילה ("פעמון"). ישנם [דגמים רבים ושונים] (https://en.wikipedia.org/wiki/Failure_rate) המתארים את הסיכון לכישלון לאורך זמן, כאשר הבחירה הטובה ביותר משתנה בהתאם לסוג הרכיב ולמצבי הכשל הצפויים. רבים מאותם מודלים הם אסימטריים, כלומר זמן לפני כישלון הוא * לא * הנקודה לפיה "מחצית מהרכיבים הדומים ייכשלו" - זה יהיה זמן * חציון לפני כישלון.
עבור משהו כמו בדיקת מאדים, המעצבים אולי ירצו לעצב אותו כדי לשרוד 90 יום של מזג אוויר גרוע, אבל אין להם מושג איך יהיה מזג האוויר המאדים בפועל (אחרי הכל, זה חלק מהסיבה שהם שולחים את החללית).
@GeoffreyBrent: אך תשובת הליבה נותרה נכונה כי הם רוצים שכמות גדולה של העקומה תהיה בצד ימין של "החיים הצפויים", ובכך נוטים להשתמש בחלקים שיימשכו בממוצע (משמעותית) יותר מהחיים הצפויים, מכיוון שנאס"א לא יכול / לא לקחת סיכון של 50% (או אפילו 10%) לכישלון בטרם עת.
ל"זמן ממוצע בין כישלונות "יש משמעות רק לייצור במיליונים (או לפחות עשרות אלפים). אני עדיין אוהב את התשובה
@Flater כן, הרעיון הכללי נכון - הנדסת יתר כדי להפחית את הסיכון לכישלון מוקדם - אבל זו תהיה תשובה טובה יותר אם גם הפרטים היו נכונים.
@CalinCeteras רוב הרכיבים בהם משתמשת נאס"א בנויים במיליונים. זה לא כאילו הם משתמשים רק בדמעות של חד קרן ובקסם כדי לבנות בדיקות חלל.
@Josef: לא, לא ממש. כמה דברים קטנים כמו קבלים עשויים להיות מיוצרים בהמונים בנפחים גבוהים, אך רוב הדברים הגדולים יותר, כמו מכשור מדעי, שבבי אוויוניקה וכו 'מיועדים בהתאמה אישית למשימה ספציפית או במקרה הטוב מיוצרים רק לחלליות. . ושיעורי הכישלון של החבילות הגדולות חשובים יותר לשיעור הכישלונות הכולל של המשימה. הייתי מצפה מהיד כי יותר מ -50% מכישלונות המשימה נובעים מרכיבים חד פעמיים / דו-פעמיים (בכל קנה מידה שהוא), וחלק גדול מהיתר נובע מחלקים מתאימים לחלל.
אגוזים וברגים כן, גלגלי רובר לא. פאנלים סולאריים כן, תחנות כוח גרעיניות לא. כאשר כל 100 גרם נוספים ברובר עלו מיליון לשלוח, וכל קילוגרם נוסף יכול להיות מצלמה / פילטר / מכשיר מדעי אחר / ..., הבחירה בדברים שנבנו במיליונים נוטה לסבול. אם אתה צריך לספק עבודה הרבה דברים ב -3 ב -1000 אחוז כישלונות מקובל ויש לך שני המון 1000, אחד עם 1/1000 ואחד עם 5/1000 אחוז כישלונות אתה מערבב אותם ומספק. זה לא קורה עם נאס"א, הם יסרבו לכל דבר עם "שיעורי כשל ידועים" או יבדקו כל פריט בנפרד
@NathanTuggy וגם אם נאס"א * הייתה משתמשת ברכיבי מדף המיוצרים על ידי מיליונים ... אנחנו לא שולחים אותם למאדים במיליונים. ייצור המוני עשוי לתת מידע טוב לגבי התקלות הצפוי בתנאי כדור הארץ, אך ההקצאה לכך למה שאנו יכולים לצפות במאדים עשויה להיות לא טריוויאלית.
@CalinCeteras עצם הרעיון של ציפייה והסתברות יש משמעות רק לאוכלוסיות גדולות (אם לא אינסופיות) / חזרות דגימה
#4
+12
Mazura
2019-02-15 11:16:35 UTC
view on stackexchange narkive permalink

למרות שהם עומדים לרכישה, פירות העמל מ -58 שנות מצוינות בטיול בחלל אינם זמינים ברדיו שאק.

האם זה באמת קשה לחזות כמה זמן מכשיר יחזיק מעמד?

כן. בקרת איכות מספרת לכם כמה מחזורים משהו אמור להיות מסוגל לעבור עד שהוא לא אמין . החלקים שאתה בוחר להשתמש צריכים להתבסס על האמינות שלהם. לרכישות מבוססות כדור הארץ שלך (מלבד התיישנות מתוכננת *, כלכלה וזמינות), אין דרישות כאלה.

אני עדיין לא מבין איך הם עשו זאת : תכנן רובר שנמשך כמעט שני עשורים על כוכב לכת אחר, והגששים החוץ-סולאריים שעכשיו הם מעל 30 שנה?

מה שאתה לא מבין הוא שבני אדם יודעים לבנות דברים *, לעשות כל מה / כל מה שאתה יכול לשלם עבור, כל עוד נדרש. ואם אתה מתכוון לבזבז מיליארד דולר כדי להפעיל בדיקה של מיליון דולר, אתה קונה את ההילוכים היקרים ושם מעגלים יקרים. - אני צריך לקנות מכונת קפה חדשה של 10 דולר בערך אחת לשנתיים. שלם לי 10,000 $ ואני אבנה לך אחד שתוכל להעביר לדורות הבאים. כמה אפסים בפנקס הצ'קים שלך?

אולי היו מקודמים אנשים שהצליחו לומר, "כן, עבדתי על הזדמנות ." - אבל לא אם היה חושך 12 שעות. בנאס"א כולם עושים הכל בדיוק כמו שצריך ומעלה, או שהם עשויים שיהיו להם הכל הם נשארו במיטה.

בימים הראשונים, רוב הגששים לא שרדו את ההשקה או הרבה מאוד זמן - אבל בגלל זה אנו יודעים כעת לעשות שנה אחת המשימה כנראה נמשכת עשר. המשימה קריטית הייתה 90 הימים הראשונים. זה היה צריך לעבוד כל כך הרבה זמן כדי למלא את ההצהרה שלו. כל עוד הוא רוטב, אבל אם הוא מת ב 89 יום, זה כישלון המשימה.


להבטיח משהו לעבוד במשך תקופת זמן זה קל: פשוט הפעל את המספרים והשתמש בפקטור בטיחות טוב. אך הידיעה מתי משהו ייכשל יכולה להיות מודדת רק בנתוני מבחן קורבניים. מה שיש לנו עכשיו לשוטרי מאדים, והגששים של פיוניר אמרו לנו שהוויאג'רס יוכלו להתמודד עם מעבר דרך, למשל, קרינת צדק (ועכשיו אפילו אחרי הלם הקשת של השמש).


(*) בני אדם יודעים לבנות דברים (לגרום להם להישבר) שלא אמורים להישבר, לגרום לך לקנות אותם שוב ושוב, או דברים שלא קיימים פיזית כמו, האלבום הלבן .

אם יש מילה אחת הפוכה ל התיישנות מתוכננת , זו תהיה המילה לאהבה שנכנסה לכל הבדיקות האלה.


איך אתה יכול לאהוב משהו כל כך? שלם על זה, ושלם לאנשים הנכונים שיעשו את זה.

הם כותבים הדברים הנכונים , "קבוצת ההסעות המשולבת": 260 נשים וגברים שבסיסם בבניין משרדים אנונימי ממול לחלל ג'ונסון בקליר לייק, טקסס, דרום-מזרחית ליוסטון.

תוכנה זו לעולם אינה קורסת. זה אף פעם לא צריך להיות אתחול מחדש. תוכנה זו נטולת באגים. זה מושלם, מושלם כמו שבני אדם השיגו. שקול נתונים סטטיסטיים אלה: שלוש הגרסאות האחרונות של התוכנית - כל 420,000 שורות ארוכות היו עם שגיאה אחת בלבד. 11 הגרסאות האחרונות של תוכנה זו היו בסך הכל 17 שגיאות. לתוכניות מסחריות מורכבות שוות יהיו 5,000 שגיאות.

הקבוצה כותבת תוכנה כל כך טובה ש כי זה כל כך טוב שהיא צריכה להיות. בכל פעם שהיא מפעילה את המעבורת, התוכנה שלהם שולטת בציוד של 4 מיליארד דולר, חייו תריסר אסטרונאוטים, וחלומות האומה. אפילו לשגיאה הקטנה ביותר בחלל עשויות להיות השלכות אדירות: מעבורת החלל המסתובבת עוברת 17,500 מייל לשעה; באג שגורם לבעיית תזמון של שני שליש שניות בלבד מעביר את מעבורת החלל שלושה קילומטרים מהמסלול.

החלל עשוי להיות ממש ממש גדול. אבל אין שום מקום לברוח.

הערה, הרבה דברים חיוניים לא נבנים בנאס"א אלא בקבלני משנה ובתוך מכונים או קונסורדיציות שהציעו בהצלחה להכניס מכשירים לחלליות של נאס"א.
"בנאס"א כולם עושים הכל בדיוק ומעלה, או שהם עשויים להישאר כולם במיטה." לא אתפלא אם זה בעיקר שגוי. כשהתחלתי לעבוד אצל יצרן גדול של ASIC ציפיתי שכל קוד העיצוב, האימות וכו 'יהיו מושלמים מכיוון שאנו בונים מיליארדי מכשירים אלה וקלטת יחיד יכולה לעלות מיליוני דולרים אמריקאים. במציאות תתפלאו כמה יכולות להיות עבודות קריטיות באיכות נמוכה בבניין הזה מלא MScs ו- PHD.
@Michael - אז אתה לא הולך לקבל עבודה בחברה שעובדת עבור כתיבת תוכניות חללית של נאס"א, עם גישה * כזו: ... "אהבה" (ראה עריכה ואיך אנחנו עושים דברים במרחב;)
#5
+8
Hobbes
2019-02-16 20:33:10 UTC
view on stackexchange narkive permalink

רוב הגששים בחלל אינם שורדים הרבה יותר זמן מכפי שתוכננו.

דוגמה: משימות מאדים. 30 כישלונות, 18 משימות מוצלחות ו -8 משימות בתהליך. אני מספר ארבע משימות (נחיתות ויקינג 1 ו -2, רוח והזדמנות) שנמשכו הרבה יותר ממשימתן העיקרית. אז 4/56 זה 7% ממשימות מאדים.

יש עקומת אמבטיה בעבודה: אם משימה שורדת שיגור והחדרת מסלול / נחיתה, יש סיכוי טוב שהיא תמלא את משימתה העיקרית (בשל הסיבות שניתנו בתשובות אחרות). בשלב מסוים החומרה מתחילה להגיע לסוף חייה, ואתה מקבל כשלים ברכיבים (לחלקם יתירות או שניתן לפצות עליהם, כמו פלטפורמת המצלמה של וויאג'ר או תפיסת גלגל MER, כשל במחשב וכו ').

סוגים מסוימים של שליחות חיים זמן רב יותר מאחרים:

  • נחיתה נייחת כוללת כמות מוגבלת של מדע שהם יכולים לעשות. בשלב מסוים, החזרת המדע פוחתת והמשימה מסתיימת.
  • רוברים יכולים לנסוע למקום חדש, ולכן זה הגיוני לתכנן אותם עם משימות מורחבות בראש
  • למסלולנים נגמר הדלק החזקתי בסופו של דבר
  • משימות מעופפות נגמרו המטרות (אך כמה משימות החלל העמוק שיש לנו, תן מידע מעניין על החלל העמוק כדי שנמשיך להפעיל אותן כל עוד אנו יכולים).
#6
+7
GdD
2019-02-15 15:03:02 UTC
view on stackexchange narkive permalink

יש כאן כמה תשובות טובות מאוד על מצבי כישלון וסטטיסטיקה, כאשר מסתכלים על המקרים הספציפיים של רוח והזדמנות יש בזה קצת יותר. נאס"א חווה זה עתה שני כשלים רצופים עם מסלול האקלים של מאדים ומאר פולאר אקספלורר, שניהם נגרמו על ידי שגיאות בפיתוח, שנראו כתוצאה מגישת "טוב יותר, מהירה יותר, זולה יותר" של נאס"א (לפרטים נוספים על כך ראה תשובתי כאן).

נאס"א הייתה זקוקה לזכייה כדי להראות למשלם המסים, הקונגרס והעולם שהם עדיין בעסקים, אז הם בנו שני בדיקות במקום 1 כדי להכפיל את הסיכוי שלהם הצלחה ואז הם עבדו קשה כדי להשיג את העיצובים הנכונים, והכניסו את החלקים והחומרים הטובים ביותר שהם יכולים להשיג. נאס"א מנסה תמיד לתת פחות הבטחה ולספק יתר, אך במקרה זה הם היו אפילו יותר שמרניים מהרגיל בכל הנוגע למשך המשימה, 90 יום היו מטרה שהם היו בטוחים לפגוש אם הגששים יגיעו לשם.

"אז הם בנו 2 בדיקות במקום 1 כדי להכפיל את סיכויי ההצלחה שלהם" המתמטיקה לא לגמרי בסדר. לאחר מכן, אם ההסתברות שתצליח היא 75%, ההסתברות שלפחות אחד מכל שניים תצליח אינה 150%.
@Acccumulation כן, אבל זה עדיין ביטוי נפוץ (לא משנה אם זה נובע מחוסר ידע וניסיון מתמטי או כלכלה פשוטה).
#7
+6
ANone
2019-02-15 16:17:55 UTC
view on stackexchange narkive permalink
אולי עדיף לראות זאת כ: "מדוע הערכות אורך חיים מסוימות כל כך שמרניות?".

אני חושב שזה ברור. הם מתמודדים עם הרבה לא ידועים. שודדי המאדים הם דוגמה מצוינת לכך. "כמה זמן לפני שאבק מצטבר?" זו שאלה קשה לענות עליה מבלי שהייתה שם. זה לא תמיד המקרה BTW. לפעמים הגורם המגביל הוא דבר שמובן מאוד, ואני תמיד מופתע עד כמה מדויקות כמה מהתחזיות של כישלון.

#8
+5
Machavity
2019-02-15 20:13:13 UTC
view on stackexchange narkive permalink

בתור בחור טכנולוגי בעבודה, אני מתמודד לפעמים עם השאלה "למה זה לא עבד?". לפעמים קשה לגרום לאנשים להבין שדברים כמו האינטרנט דורשים המון המון דברים לעבוד, ואם מישהו מהם נכשל, כל העניין מתפרק. אני קורא לזה שרשרת לוגיסטית.

כל פרויקט חלל עומד בפני המון המון נקודות כשל. המשימות שלך למאדים צריכות להיות (רשימה מפושטת לדיון)

  1. בנויה בצורה עמידה בפני כשלים
  2. טעונה על רקטה
  3. שיגור ל מסלול
  4. השתחרר ממסלול מסלול למאדים
  5. שורד נסיעה בחלל למאדים (תקיפת מטאור אחת עלולה להרוס לך את הנסיעה)
  6. הכנס למסלול מאדים
  7. לרדת לאווירה של מאדים
  8. יבשה בשלום
  9. לפעול בסביבה קשה שעדיין איננו יודעים עליה

לא כולם מגיעים עד כדי כך. הנושאים הבלתי צפויים וההנחות הרעות יכולים לאכול את ארוחת הצהריים שלך ( כמו שגיאת הקלדה שהורסת את כל העניין במהלך שלב 3)

מה שהפך את הרוח וההזדמנות לשונה היה שהם היו צריכים לפעול תחת רע הנחות לגבי מאדים (מכיוון שאנו יודעים מעט על תנאי השטח לטווח הארוך של הפלנטה בחומרה). ההנחה הרעה הבולטת ביותר הייתה שאבק המאדים יצפה את לוחות השמש לצמיתות, מה שהופך אותם לחסרי תועלת לאחר 90 יום. נודע לנו שההנחה שגויה, ו הוא האמין שרוח המאדים דוחה אותה. עם ניקוי הפאנלים הסולאריים, הרוברים יוכלו להמשיך ולתפקד יותר. רוח מתה אחרי שגלגליה הפסיקו לעבוד והיא לא הצליחה להתמצא בחורף. ההזדמנות (שהצליחה יותר טוב עם הגלגלים שלה) מתה כשסופת אבק ככל הנראה ניתקה את הכוח זמן רב מדי.



שאלה ותשובה זו תורגמה אוטומטית מהשפה האנגלית.התוכן המקורי זמין ב- stackexchange, ואנו מודים לו על רישיון cc by-sa 4.0 עליו הוא מופץ.
Loading...